一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的方法及系统，方法包括：利用蒸馏塔对焦炉煤气进行蒸馏得到富氢气和富甲烷液体，利用塔前分离器将富氢气分离得到氢气和富CO气体，利用精馏塔对富甲烷液体进行精馏得到LNG产品和富CO气体，利用洗涤塔将氢气与中压液氮制备得到氮氢气和富CO气体，利用氨合成塔对氮氢气进行催化合成液氨；本发明专利技术利用洗涤塔中液氮的低温脱除富氢气中CO，配制出合格氮氢气送至合成氨塔合成液氨，CO变成气液混合物，合成氨生产制造工艺链短，生产制造过程中消耗少，成本低；本发明专利技术可以同时生产出CO、液氨和LNG；对焦炉煤气进行充分的利用，环保节能，无污染。污染。污染。

【技术实现步骤摘要】
一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的方法及系统


[0001]本专利技术属于焦炉煤气深加工领域，尤其涉及一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着我国对节能减排和环境保护要求的不断加强，对于高污染、高能耗的炼焦企业，如何提高炼焦副产品的利用率成为了其自身节能减排、提高经济效益的关键。在炼焦副产品中，重要性仅次于焦炭的焦炉煤气，按照2014年全年焦炭产量达4.8亿吨，每吨焦产出430Nm3焦炉煤气进行估算，年产焦炉煤气量就可达2064亿Nm3，对于如此大量且非常宝贵的资源，其利用效率的高低对炼焦的企业效益起着至关重要的影响。
[0003]焦炉煤气组成(体积％)为：氢55
‑
60％，甲烷23
‑
27％，一氧化碳5
‑
8％，C2以上不饱和烃2
‑
4％，二氧化碳1.5
‑
3％，氮3
‑
7％，氧0.3
‑
0.8％。现有技术中焦炉煤气利用率低，造成大量浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的方法及系统，能提高焦炉煤气的利用率。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的方法，包括：
[0006]利用蒸馏塔对焦炉煤气进行蒸馏得到富氢气和富甲烷液体，
[0007]利用塔前分离器将富氢气分离得到氢气和富CO气体，利用精馏塔对富甲烷液体进行精馏得到LNG产品和富CO气体，
[0008]利用洗涤塔将氢气与中压液氮制备得到氮氢气和富CO气体，
[0009]利用氨合成塔对氮氢气进行催化合成液氨。
[0010]进一步地，塔前分离器和洗涤塔中的富CO气体经精馏塔得到CO气体。
[0011]进一步地，利用氢气分离器对富氢气进行首次分离除去甲烷，并将甲烷回流至蒸馏塔，富氢气通过塔前分离器进行再次分离。
[0012]一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的系统，包括：
[0013]蒸馏塔，具有原料气入口、甲烷入口、甲烷出口和氢气出口，其原料气入口连接焦炉煤气气源，
[0014]塔前分离器，具有氢气入口、氢气出口和CO出口，其氢气入口与蒸馏塔的氢气出口相连通，
[0015]洗涤塔，具有氢气入口、液氮入口、氮氢气出口和CO出口，其氢气入口与塔前分离器的氢气出口相连通，其液氮入口连接有液氮源，
[0016]精馏塔，具有甲烷入口、CO入口、LNG出口和CO出口，其甲烷入口与蒸馏塔的甲烷出口相连通，其CO入口与塔前分离器、洗涤塔的CO出口均相连通，其CO出口和LNG出口分别与CO储罐和LNG储罐相连通，
[0017]氨合成塔，具有入口和出口，其入口与洗涤塔的氮氢气出口相连通，
[0018]其中，蒸馏塔用于对焦炉煤气进行蒸馏得到富氢气和富甲烷液体，洗涤塔用于对富氢气与中压液氮换热得到氮氢气和富CO气体，精馏塔用于富甲烷液体进行精馏得到LNG产品和富CO气体，氨合成塔用于利用氮氢气合成液氨。
[0019]进一步地，蒸馏塔与塔前分离器之间还连接有氢气分离器，氢气分离器具有氢气入口、氢气出口和甲烷出口，其氢气入口与蒸馏塔的氢气出口相连通，其甲烷出口与蒸馏塔的甲烷入口相连通，其氢气出口与塔前分离器的氢气入口相连通。
[0020]进一步地，蒸馏塔和氢气分离器之间还连接有氢气冷凝器，氢气分离器和塔前分离器之间还连接有过冷器。
[0021]进一步地，塔前分离器、洗涤塔与精馏塔之间均通过过冷器相互连接。
[0022]进一步地，过冷器与精馏塔之间还连接有换热器。
[0023]进一步地，蒸馏塔与焦炉煤气气源之间通过换热器相互连接，换热器用于通过低温脱除原料气中的CO气体。
[0024]本专利技术的有益效果是：利用洗涤塔中液氮的低温脱除富氢气中CO，配制出合格氮氢气送至合成氨塔合成液氨，CO变成气液混合物，合成氨生产制造工艺链短，生产制造过程中消耗少，成本低；本专利技术可以同时生产出CO、液氨和LNG；对焦炉煤气进行充分的利用，环保节能，无污染。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的结构示意图。
[0026]其中：1.蒸馏塔；2.塔前分离器；3.洗涤塔；4.精馏塔；5.氨合成塔；6.氢气分离器；7.过冷器；8.换热器；9.CO分离器；10.CO冷凝器；11.氢气冷凝器；12.LNG储罐。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0028]本专利技术公开了一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的方法，包括：
[0029]步骤1：利用蒸馏塔1对焦炉煤气进行蒸馏得到富氢气和富甲烷液体。
[0030]步骤2：利用氢气分离器6对富氢气进行首次分离除去甲烷，然后利用塔前分离器2将富氢气分离得到氢气和富CO气体，利用精馏塔4对富甲烷液体进行精馏得到LNG产品和富CO气体。
[0031]步骤3：利用洗涤塔3将氢气与中压液氮制备得到氮氢气和富CO气体。
[0032]步骤4：利用氨合成塔5对氮氢气进行催化合成液氨。
[0033]步骤5：塔前分离器2和洗涤塔3中的富CO气体经精馏塔4得到CO气体。
[0034]其中，在步骤1之前，需要对焦炉煤气进行干燥、纯化和净化，步骤2中富氢气首先经过氢气分离器6分离除去其中的甲烷，并将甲烷回流至蒸馏塔1，然后富氢气通过塔前分离器2进行再次分离。
[0035]本专利技术还公开一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的系统，如图1所示，包括蒸馏塔1、塔前分离器2、洗涤塔3、精馏塔4和氨合成塔5，其中蒸馏塔1具有原料气入口、甲烷入口、甲烷出口和氢气出口，蒸馏塔1的原料气入口连接焦炉煤气气源，焦炉煤气气源可以为
焦炉，也可以为焦炉煤气的储罐，以便为蒸馏塔1供应焦炉煤气，蒸馏塔1用于对焦炉煤气进行蒸馏得到富氢气和富甲烷液体。
[0036]蒸馏塔1与塔前分离器2之间还连接有氢气分离器6，从蒸馏塔1出来的富氢气进入氢气分离器6，氢气分离器6具有氢气入口、氢气出口和甲烷出口，氢气分离器6的氢气入口与蒸馏塔1的氢气出口相连通，氢气分离器6的甲烷出口与蒸馏塔1的甲烷入口相连通，氢气分离器6除去富氢气中的甲烷，并将甲烷回流至蒸馏塔1，蒸馏塔1对甲烷再次进行蒸馏得到富甲烷液体。
[0037]经过氢气分离器6分离的富氢气进入塔前分离器2，塔前分离器2具有氢气入口、氢气出口和CO出口，氢气分离器6的氢气出口与塔前分离器2的氢气入口相连通，当不设置氢气分离器6时，塔前分离器2的氢气入口与蒸馏塔1的氢气出口相连通，塔前分离器2用于对富氢气中的CO气体进行分离，除去富氢气中的CO气体，得到纯净的氢气，以保证后续合成氨的合格，并为生产所得的CO补充气源。
[0038]蒸馏塔1和氢气分离器6之间还连接有氢气冷凝器11，从蒸馏塔1出来的富氢气进入氢气冷凝器11冷却后再进入氢气分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的方法，其特征在于，包括：利用蒸馏塔(1)对焦炉煤气进行蒸馏得到富氢气和富甲烷液体，利用塔前分离器(2)将富氢气分离得到氢气和富CO气体，利用精馏塔(4)对富甲烷液体进行精馏得到LNG产品和富CO气体，利用洗涤塔(3)将氢气与中压液氮制备得到氮氢气和富CO气体，利用氨合成塔(5)对氮氢气进行催化合成液氨。2.根据权利要求1所述的一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的方法，其特征在于，所述塔前分离器(2)和洗涤塔(3)中的富CO气体经精馏塔(4)得到CO气体。3.根据权利要求2所述的一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的方法，其特征在于，利用氢气分离器(6)对所述富氢气进行首次分离除去甲烷，并将甲烷回流至蒸馏塔(1)，所述富氢气通过塔前分离器(2)进行再次分离。4.一种利用焦炉煤气制备LNG联产合成氨的系统，其特征在于，包括：蒸馏塔(1)，具有原料气入口、甲烷入口、甲烷出口和氢气出口，其原料气入口连接焦炉煤气气源，塔前分离器(2)，具有氢气入口、氢气出口和CO出口，其氢气入口与蒸馏塔(1)的氢气出口相连通，洗涤塔(3)，具有氢气入口、液氮入口、氮氢气出口和CO出口，其氢气入口与塔前分离器(2)的氢气出口相连通，其液氮入口连接有液氮源，精馏塔(4)，具有甲烷入口、CO入口、LNG出口和CO出口，其甲烷入口与蒸馏塔(1)的甲烷出口相连通，其CO入口与塔前分离器(2)、洗涤塔(3)的CO出口均相连通，其CO出口和LNG出口分别与CO储罐和LNG储罐(12)相连通，氨合成塔(5)，具有入口和出口，其入口...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晨波，相里国栋，杨波，侯建亮，薛露，
申请(专利权)人：陕西龙门煤化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：